新型接触氧化法处理啤酒生产废水

　　啤酒工业废水中含有大量的有机物，CODcr的质量浓度一般为1000－2500mg/L，可生化性较好。治理的方法多是采用好氧生物处理，也可先采用厌氧处理，降低污染负荷，再用好氧生物处理。目前国内外啤酒工业废水的处理工艺较多，大致有：活性污泥法、生物转盘法、生物接触氧化法、厌氧生物法等。而本文介绍的是一种新型的生化反应器。

　　已知在常温和常压下，水中溶解氧与压力有如下关系：

　　　　　　C_s＝C_s0×p/p₀ 　　（1）

　　式中：C_s，C_s0——压力分别为p，p0时氧在水中的饱和溶解度，mg/L。

当水中的溶解氧质量浓度低于饱和溶解度时氧的传递速率为：

　　　　　　　dC/dt=K_La×(C_s-C）（2）

　　式中：KLa——氧总转移系数，L/h；
　　　　　C——水中实际溶解氧质量浓度，mg/L。

　　由以上两式知压力越高水中溶解氧质量浓度越大，氧传递速率越快，根据这一原理我们研制出了垂直折流生化反应器（VTBR）。其主要特点为：该反应器高达10m，由于水深，与传统生物接触氧化法相比增加了氧利用率，供气量小，容积负荷高，内设导流板，可以使水在反应器中形成环流，提高了处理效率。并且占地面积小，总投资少，操作管理方便，无污泥膨胀问题、无异味污染。该装置已在河南省新乡市亚洲啤酒有限公司废水处理工程中运用。实践证明该工艺是可行的，为啤酒废水处理提供了一个成功实例。该工程被评为1999年河南省环保局主办的环境污染防治工程优秀设计一等奖。

1 废水水质水量及排放标准

　　该啤酒厂生产能力为10×10⁴t/a，废水量排放为2040m³/d，主要废水指标如表1。

表1 啤酒废水水质

取样地点	ρ(CODcr)/ (mg.L^-1)	ρ(BOD₅)/ (mg.L^-1)	ρ(SS)/ (mg.L^-1)	pH值
麦芽车间	1500	800	100	6-7
糖化车间	4000	2000	1500	6-7
发酵车间	2000	1000	500	6-7
罐装车间	400	200	300	6-7
总排放口	2000	1100	1000	6-7

　　设计水量：2040m³/d

　　设计水质：p（CODcr）＝1500－2500mm/L；p（BOD5）＝800－1500mg/L；ρ（SS）＝1000－2500mg/L；pH＝6-7。

　　根据环保部门要求废水处理后水质必须达到以下指标：
　　　　　　ρ（CODcr）≤150mg/L；ρ(BOD₅）≤60mg/L；ρ（SS）≤200mg/L； pH=6－9。

2 废水处理工艺设计

　　废水处理工艺流程如图1所示。

　　废水首先通过微滤机去除大部分悬浮物，出水进入调节池，然后中提升泵打入VTBR反应器中进行生化处理，通过风机强制供风使废水与填料接触，维持生化反应的需氧量，VTBR反应器出水进入沉淀器，去除一部分脱落的生物膜以减轻气浮设备的处理负荷，之后流人气浮设备去除剩余的生物膜，污泥及浮渣送往污泥池浓缩后脱水。

3 主要构筑物及设备

3.1 调节池

　　由于啤酒厂所排废水水质、水量不稳定，波动大，故设调节池1座兼作提升泵集水井。外形尺寸为15m×6m×3.5m，停留时间4h。内设80WG污水泵2台，1用1备。

3.2 VTBR反应器

　　VTBR反应器利用原有废旧酒精罐改造而成，罐高10m，直径4.5m。分为并联运行的2组，每组串联5个，共计10个。均采用鼓风机供气，曝气装置为KBB－215可变孔式曝气器，内设BRT半软性生物填料，反应器外部加有一层保温材料。

　　VTBR反应器（Ⅰ）

　　容积负荷（以CODcr计）为：3kg/(m³·d），停留时间9h。

　　VTBR反应器（Ⅱ）

　　容积负荷（以CODcr计）为：2kg/（m³·d），停留时间6h。

3.3 沉淀器

　　利用原有废旧酒精罐改造而成，钢制设备直径6m，内设斜管，有效水深3.5m，停留时间1.5h，表面水力负荷：3m³/（m²·h）。

3.4 气浮设备

　　采用QF－100型成套气浮设备包括溶气罐、空压机、刮渣机、回流泵、释放器。溶气罐压力为0.25－0.3MPa，回流比30％－40％。

3.5 风机

　　机房设RE－145型高压鼓风机2台，1用1备，H＝98kPa，q＝24.5m³/min，N＝75kW。

4 处理效果

　　工程由环保监测部门连续2d采样监测，其监测结果如表2。

表2 啤酒废水验收监测结果

原水				生化出水				气浮出水
ρ(CODcr)/ (mg.L^-1)	ρ(BOD₅)/ (mg.L^-1)	ρ(SS)/ (mg.L^-1)	pH值	ρ(CODcr)/ (mg.L^-1)	ρ(BOD₅)/ (mg.L^-1)	ρ(SS)/ (mg.L^-1)	pH值	ρ(CODcr)/ (mg.L^-1)	ρ(BOD₅)/ (mg.L^-1)	ρ(SS)/ (mg.L^-1)	pH值
1650	846	774	5.06	208	97.8	226	7.40	90.5	19.38	137	7.60
1690	841	1417	5.98	231	109.4	197	7.40	97.2	24.52	101	7.62
1780	980	1678	5.98	221	104.3	277	7.50	114	28.24	108	7.64
1707	888	1290	5.63	220	103.8	233	7.43	101	24.05	115	7.62
2370	1475	2354	6.20	185	86.72	295	7.48	95.0	18.42	111	7.74
1570	876	2498	7.18	203	78.02	318	7.62	124	26.55	129	7.78
3490	1676	4459	6.90	253	120.6	326	7.60	123	28.22	104	7.70
2477	1342	3104	6.76	214	95.11	313	7.57	114	24.40	115	7.74
2092	1115	2197	6.20	217	99.46	273	7.50	108	24.23	115	7.68

　　由表2知，出水产（CODcr）＜150mg/L，ρ（BOD₅）＜30mg/L，ρ（SS）＜200mg/L，pH＜8，各项指标均达到了国家二级排放标准。

5 技术经济分析

　　该厂污水处理站设计水量2040m³/d，占地面积1000m²，工程总造价234万元。设备总装机功率156.12kw，运行功率78.62kw，劳动定员15人，四班三运转，处理费用0.55元/m³污水。

6 结论及经验

　　①VTBR反应器由废旧酒精罐改造而成，节省了投资。与钢筋混凝土结构相比，具有一次性投资低，运行稳定，处理效果好等特点。

　　②冬季运行时，在VTBR反应器外部加了一层保温材料，使罐中始终保持较高的温度，提高了生物的活性。

　　③因 VTBR反应器高达10m左右，水深大，所选用风机为高压风机，风压为98kPa，N＝75kw，耗电量大。